石蜡性能与应用有哪些？

【专家解说】：蜡是有机化合物的复杂混合物，不同的蜡，其化学成分和物理性质各不相 同，蜡的化学成分依其来源不同而各不相同如:石蜡，蜂蜡，中国虫蜡，微晶 蜡，褐煤蜡;根据来源不同，蜡可分为:植物蜡，动物蜡，矿物蜡，合成蜡; 根据物理性质的不同，蜡又可分为:硬性蜡，软性蜡，如石蜡、蜂蜡、地蜡1131。 蜡的化学成分不同，其物理性能也就不同，在选择某种蜡或几种蜡作为原 料以取得性能互补的同时，还要控制适宜的熔点范围、含氧量和皂化值这三个 指标。 天然蜡 1石蜡 美国药典对石蜡所下的定义是【’]:从石油精炼制得的一种固体烃混合物， 无色或白色、近乎半透明的物质，具有晶体结果，无臭无味，触摸时稍有油脂 感。其熔点在43.3一65.5℃之间。石蜡是从原油的蜡馏分油中衍生并与散失在蜡 下油和发汗油中的其他低熔点蜡分离后制得的。石蜡几乎完全由烃类组成，含 有较高比例的正构烷烃或支链很少的烷烃。石蜡是炼制石油的副产品，通常由 原油的蜡馏分中分离而得，须经常压蒸馏、减压蒸馏、溶剂精馏溶剂脱蜡脱油、 加氢精制、成型和包装等工艺过程从石油中提炼出来的。具体分离过程可以参 看图2.1[，4][’5]。 石蜡分为食品蜡、全精炼石蜡、半精练石蜡、粗蜡、火柴蜡和黑蜡等大类。 石蜡分成许多品级出售，主要区别是熔点不同]ll，根据熔点分为52号、54号、 56号、58号、60号、64号、66号、68号、70号石蜡[，61。 石蜡外观为白色或淡黄色的结晶体151，其化学组分为多种烷烃的混合物， 其中直链型正构烷烃占多数(>60%)，少数是异构烷烃(约23一30%)和环烷 烃(<l0%)。石蜡无确定的分子式，分子式通式为CnHZn+2，式中碳原子数n= 17一36，n越大，石蜡的熔点越高;石蜡的熔点在52一70℃，相对密度为O，86一0.94， 分子量约为240一450。石蜡中含油质会降低熔点及使用性能。石蜡的化学活性 较低，呈中性，化学性质稳定，在通常的条件下不与酸(除硝酸外)和碱性溶 液发生作用。石蜡在140℃以下不易分解碳化;且具有一定的强度和良好的塑性， 不易开裂;但石蜡的软化点低(约30℃)，凝固收缩大，表面硬度小。 在市场上常见的商品蜡有:“阿莫”(AMO)蜡，“阿姆斯科”(AMSCO) 蜡，“大西洋”(Atlanti。)蜡，“卡迪斯”(CardiS)蜡，“莫比尔蜡”(Mobilwxaes)， 一坎菲尔德，，(eanfield)蜡，“埃索蜡”(Essowxaes)，“壳牌蜡”(Shellwxaes)等。 2微晶蜡 微晶蜡是通过一系列复杂的溶剂分离法从留在蒸馏釜里的渣油中分离出来 的。主要由C30一50的环烷烃和少量的正、异构烷烃组成，它们有高熔点和无定 形的特点。微晶蜡的熔点一般为54.4OC一90.6’C，相对石蜡，微晶蜡是韧的，不 易破碎。大多数品级的微晶蜡有可塑性。颜色上，微晶蜡是乳白色或者淡黄色。 微晶蜡具有极好的粘附性质，并能在很宽的温度范围内具有韧性的光亮薄膜。 在膏状上光剂中，微晶蜡非常重要，它能代替蜂蜡和矿地纯蜡，同时还能改善 上光剂的光滑度。熔点为88一92℃的微晶蜡在纸张涂层料和电器应用上可用作 抗板结添加剂，并用于玻璃纸的压层，以及制备热天不会产生油渍的糕点包装 纸116]。 市场上常见的商品微晶蜡有:“阿姆斯科”AMSCO)微晶蜡，“阿里斯托” (Aristowaxes)蜡，“贝瑞科”(Bareeo)蜡，“索伐蜡(Sovawxaes)等 3巴西棕搁蜡 巴西棕桐蜡是由巴西“生命之树”(CopemiacCeriefar)的叶子分泌出来的。 巴西棕搁蜡是无定型、有光泽和质硬而韧的蜡，有令人愉快的气味，破裂 时断而整齐。巴西棕搁蜡有多种用途，比如:木制品的上光，化妆品的配料， 皮革润饰，复写纸油墨，上光剂，保护涂层等。 合成蜡和改性蜡 多年来，我国各行各业所使用的特种蜡主要是一些调和蜡，由于和普通蜡 (如石油蜡、天然动植物蜡等)相比，在滴点、硬度、韧性、绝缘性、密封性等方 面有了明显的改善，因此使用较为广泛。近年来，随着工业结构的调整和技术 进步，调合蜡在很多场合已经不适用，改性蜡由此应运而生。改性通常是将蜡 进行化学改性，改变其理化性质。由于引进了极性基团，蜡的表面性质发生了 变化，其乳化胜、溶解性、阻燃性、润滑性、颜料分散性、亲和性和吸油性都 从根本上得到了改善，扩大了蜡的使用范围〔’7]。 国外改性蜡发展比较快，如日本三井化学公司的Hi一Wax超级蜡系列、美国 碳化学联合公司的A一C蜡系列等。日本在80年代初，仅氧化蜡用量就已达到1 万吨以上 1聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡 聚乙烯蜡，即低分子量聚乙烯，指相对分子量在1000一5000左右的聚乙 烯。根据制造方法的不同，聚乙烯蜡分为聚合型和裂解型两种。聚合型聚乙烯 蜡一般由聚乙烯聚合时的副产物制得，裂解型聚乙烯可由纯净的聚乙烯树脂或 者废旧塑料裂解得到的白色、长碳链并带有支链的固体烃，它是一种用途很广 的合成蜡[0zl。聚乙烯蜡具有无毒，无腐蚀性，硬度较大，软化点高，熔融粘度 低的特点，在常温下具有良好的抗湿性、耐化学品性、电气性能和耐磨耐热性 能，且润滑性、分散性、流动性好，可以与涂料、油漆、油墨等配合使用，能 产生消光，分散光和光滑的效果，与其它种类的蜡及聚烯烃树脂有良好的相溶 性。聚乙烯蜡经适度氧化后，具有一定的酸值，即成为氧化聚乙烯蜡。聚乙 烯蜡及氧化聚乙烯蜡能与很多的动物蜡、植物蜡、矿物蜡及多种合成蜡相混溶 。聚乙烯蜡及氧化聚乙烯蜡可用于皮鞋油、地板蜡、家具蜡、蜡烛、蜡笔、 印刷油墨、浓缩颜料、化妆品、热熔胶、纸张涂层及水果保鲜等许多方面。 2费歇尔一托普希蜡 费歇尔一托普希蜡简称费一托蜡，是由CO和H:合成石油产品时的副产 品烃蜡经再加工精制而得的各种不同熔点规格的商品费一托蜡。费一托蜡是由 高分子量的长链正构烷烃和很小一部分带有短支链的异构烷烃所组成。费一托蜡广泛用于皮鞋油、地板蜡、汽车蜡、化妆品、油漆、油墨、热熔胶、蜡烛、 蜡笔和电气绝缘等方面 3合成酞胺蜡 脂肪酸酞胺(AF)是脂肪酸的经基被胺取代的衍生物的通称。常见的酞胺蜡 由棕搁酞胺、硬脂酞胺、月桂酞胺，油酞胺、亚油酞胺的混合物组成，或是其 中的某一种成份[23l。60年代后，脂肪酸酸胺中尤其是月桂酸酞胺L(A)、油酸酞 胺(OA)、硬脂酸酞胺S(A)、芥酸酞胺E(A)和甲撑双硬脂酸酞胺(MBS)、乙撑双 硬脂酸酞胺E(BS)、乙撑双蓖麻酞胺E(BR)、N一经甲基硬脂酸酞胺困一MS)等在 化学工业的许多领域里都得到应用。它作为聚合物、油墨、磁带、纤维加工等 的抗结块剂、配合剂、分散剂，起爽滑、抗粘、抗静电和分散等作用。仅在塑 料工业中世界用量约3万(t美国1.1万t，日本1万t，西欧.09万O。日本主要 品种生产能力分别为:OA:1500t，SA3O00t、EA1600t、EBS4000t、ABS900t、 N一MS500t。美国品种较多。我国高纯OA、SA和EA于1972年开发，1978年 工业化，EA真正工业化约在1985年。N一MS于1982年、EBS于1978年，目 前国内产量约在200t，这与我国塑料工业的产量是很不相称的。主要原因是生 产技术及应用与国外差距较大[24l。 脂肪酸酞胺能与脂肪酸及其衍生物、蜡、石蜡、天然及合成橡胶、树脂等 相容，能将炭黑、颜料、染料分散;在石蜡中乳化产生极性，赋予稳定性。能 使表面产生特异的作用。它广泛用于:合成树脂的润滑剂、抗粘结剂;纤维的 柔软和防水剂;纸的防潮剂、印刷适性剂，提高橡胶的物性、作离型剂、也能 防止日光龟裂;油墨的抗粘结剂、平滑抗粘剂、防沉淀剂，提高石蜡的融点、 滴点[25]及软化点;彩色铅笔颜料分散剂，提高它的展色性;石蜡乳化稳定剂; 阀门、轴承的润滑剂，拉钢丝的润滑剂，金属防锈剂;树脂成型脱模剂;压敏 带的离型剂;化妆品的唇膏、发蜡配合剂等;锅炉消泡剂;提高涂料性能如流 动性等I’l。国内不少油墨厂有加入oA来改善油墨性能。估计脂肪酸酞胺在油墨 与复写纸领域中用量可达100一200曲，因此脂肪酸酞胺的生产前景是十分光明 的[24]。 我国OA、SA的产品质量已赶上先进水平。在制品中异味低于进口，在规 模上还小。如日本EA生产厂能力最大为900灯a，最小IO0t/a。我国规模还偏小， 在150灯a一50t/a，EBS更小。当前应改善管理水平，使产品均一性，改善生产 环境，注意杂质，粉尘等。若能在油脂和合成氨厂生产脂肪酸酞胺及其经济效 益将更显著 4氯化石蜡 氯化石蜡由烷烃经氯化而制得。烷烃的氯化属于自由基取代反应:首先使 氯分子在热能、光照或自由基引发剂作用下离解为活泼的氯自由基;活泼的氯 自由基再取代烷烃中的氢原子，生成氯化氢和带有未成对电子的自由基;该自 由基再与氯分子作用，生成一氯代烷烃和一个新的氯自由基;反应依此连续进 行，直至连锁反应终止。氯化石蜡是Cl。一3。不同碳数链状烷烃氯化衍生物的统称。 其产品氯含量从10%一70%不等。色泽从淡黄色、黄色粘稠油状液体到软的或 脆性树脂固体或白色粉末。物理性质也随氯含量的增加而变化1261。 1858年，.P.ABollye首先对石油蜡进行氯化，制备出了氯含量高达61%的氯 化石油蜡。1910年，Bolringer取得了以四氯化碳为溶剂制备氯化石油蜡的专利。 上世纪30年代，氯化石油蜡开始了工业化生产。目前已经形成了多种成熟的生 产工艺，如热氯化法、光氯化法、催化氯化法[271。国内氯化石蜡生产技术主要 有3种:热氯化法、催化法、光催化法。3种工艺各有特点。(1)热氯化法是在 加热条件下使氯产生氯自由基。该种方法工艺成熟，产品质量稳定，适合与氯 碱厂配套使用，国内大部分氯化石蜡厂采用该种方法。但该种方法的装置投资 大.氯气转化率低，产品成本高，副产盐酸质量差，后处理困难，环保难以达 标。(2)催化法是在催化剂引发下氯产生氯自由基。该种方法氯气转化率较高， 投资少，成本适中，但工艺不成熟，产品质量不稳定，环保难达标。(3)光催化 法是在特殊光照射下氯产生氯自由基。该种方法中氯气转化率高，成本低，产 品质量稳定，投资比催化法略高，环保易达标。光催化法是新技术，国内厂家 使用很少127]。 目前氯化石油蜡的年产量约4万吨，但是产品结构不合理，氯蜡一52产量最 高，氯蜡一42次之，氯蜡一70最少，其年产量只有1000吨左右。而嗅化石油蜡和 澳氯化石油蜡的阻燃性好，常用于织物和纤维的浸渍，深受用户欢迎，所以市 场很好。工业中的氯化石蜡主要用于塑料增塑剂、阻燃剂及抗磨剂等。氯化石 油蜡的塑料、橡胶、防治和油墨等领域具有广泛的应用。氯含量在40一50%之间 的氯化石油蜡由于他们对各种树脂和塑料有互溶性，广泛用作增塑剂128]。